Разработка методики рентгенофлуоресцентного определения содержаний Ga, Hf и Ta в редкоземельных рудах

Abstract

The research results obtained when developing a technique for determining the Ga, Hf and Ta contents in samples of rare earth ores of Katuginsk’s deposit (Transbaikal) using the S8 TIGER crystal diffraction spectrometer (Bruker AXS, Germany) are presented. As an analytical line for Ta it is appropriate to use TaLβ1-line, and GaKα1- (0.1340 nm) and HfLβ1- (0.1374 nm) spectral lines were selected as the analytical lines for Ga and Hf respectively. The experimental evaluation of a contribution to the intensities of the used analytical lines of extraneous radiation of Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu is made. For the quantification of Ga it is necessary to take into account the effect of radiation overlapping the spectral ZnKb1,3, NbKβ1II, ErLγ1, HfLβ1, and TaLβ1 lines on the intensity of GaKα1-line, ZnKb1,3, GaKα1, NbKβ1II, ErLγ1, HfLβ1, WLβ1-lines on the intensity of TaLβ1-line, CuKβ1, GaKa1, ZrKβ1II, DyLγ4, ErLγ1, and TaLβ1 on the intensity of HfLβ1-line. The conditions are selected for the excitation and radiation detection of the characteristic lines and the background radiation of Ga, Hf, and Ta. The measurement time of line intensities and background of Ga, Hf, and Ta was 100 and 80, 200 and 150, 300 and 200 s respectively. The calculated detection limits for Ga, Hf, and Ta were (in ppm) 1.6, 4.3, and 2.6 respectively. To construct the calibration curve, a set of certified reference materials (CRMs) and prepared synthetic mixtures were used. The ranges of the determined contents were (in ppm) 1.6 – 212, 4.3 – 960, and 2.6 – 5200 for Ga, Hf, and Ta respectively. The quantification of concentrations of Ga, Hf, and Ta was performed in 120 samples of rare earth ores using the developed technique, and the range of these element contents was (in ppm) 1.6 – 174, 4 – 1950, and 2 – 1900 respectively.

Представлены результаты исследований по разработке методики определения содержаний Ga, Hf и Ta применительно к образцам редкоземельных руд Катугинского месторождения (Забайкалье) с использованием кристалл-дифракционного спектрометра S8 TIGER. В качестве аналитической линии для Ta целесообразно использовать TaLβ1-линию, для измерения Ga и Hf выбраны GaKα1 (0.1340 нм) и HfLβ1 (0.1374 нм) спектральные линии. Произведена экспериментальная оценка вклада в интенсивности используемых аналитических линий излучения Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu. Для количественного определения содержаний Ga необходимо учитывать влияние наложения на интенсивность GaKα1-линии излучения следующих спектральных линий: ZnKb1,3, NbKβ1II, ErLγ1, HfLβ1, TaLβ1; для TaLβ1-линии: ZnKb1,3, GaKα1, NbKβ1II, ErLγ1, HfLβ1, WLβ1- линий; для HfLβ1-линии: CuKβ1, GaKa1, ZrKβ1II, DyLγ4, ErLγ1 и TaLβ1. Выбраны условия для возбуждения и регистрации излучения характеристических линий и фонового излучения Ga, Hf и Ta. Время измерения интенсивностей излучения аналитических линий и фона Ga, Hf и Ta: 100 и 80, 200 и 150, 300 и 200 с соответственно. Рассчитаны пределы обнаружения для Ga, Hf и Ta соответственно (в ppm): 1.6, 4.3, 2.6. Для построения градуировочных кривых использовали набор стандартных образцов и приготовленных синтетических смесей. Диапазоны определяемых содержаний составили для Ga, Hf и Ta соответственно (в ppm): 1.6 – 212, 4.3 – 960, 2.6 – 5200. С помощью разработанной методики выполнено количественное определение концентраций Ga, Hf и Ta в 120 образцах редкоземельных руд; диапазон содержаний определяемых элементов составил соответственно (в ppm): 1.6 – 174, 4 – 1950, 2 – 1900.